KR20110025513A - 디스플레이장치 - Google Patents

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KR20110025513A
KR20110025513A KR1020090083615A KR20090083615A KR20110025513A KR 20110025513 A KR20110025513 A KR 20110025513A KR 1020090083615 A KR1020090083615 A KR 1020090083615A KR 20090083615 A KR20090083615 A KR 20090083615A KR 20110025513 A KR20110025513 A KR 20110025513A
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control signal
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김현군
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이장치는 제 1 동작 조건에 대응되는 제 1 제어신호 및 제 2 동작 조건에 대응되는 제 2 전원 제어 신호를 출력하는 전원 제어부; 및, 상기 전원 제어부의 제 2 전원 제어 신호에 의거하여, 상기 제 2 동작 조건에 대응되는 구동 전원을 공급하는 포토커플러를 포함하여 구성된다.

Description

디스플레이장치{Display device}
본 발명은 디스플레이장치에 관한 것으로, 특히 대기모드 시 소비전력을 최소화할 수 있도록 한 디스플레이장치에 관한 것이다.
대다수의 디스플레이장치는 턴 " 오프" 상태(스탠바이 상태)일 때도 접속된 주전원으로부터 대기 전원을 도출한다.
대기 전원은 적어도 적외선 원격 제어 장치 및 전면 패널의 전원 스위치와 같은 사용자 입력 장치에 응답하는 전원 스위칭 회로에서 필요로 하며, 상기 사용자 입력 장치에 의해 디스플레이장치는 필요 시 동작 실행 모드로 전환된다.
대기 전원 공급 장치에 의해 전원이 공급된 로드의 수는 일반적으로 디스플레이장치가 예컨대, 비 사용중일 때 불필요한 전력 소모를 피하기 위해 최소한으로 유지된다. 따라서, 대기 전원 공급 장치로부터 필요로 하는 전력이 최소화되어, 전력 소모는 최소화된다.
실행 상태에서 마이크로프로세서를 동작하는데 충분한 대기 전원을 인가하기 위해 어떤 실용상의 제한이 있다. 즉, 실행 모드를 개시하는데 필요한 원격 제어 수신기, 스위치 패널 어레이 등의 회로를 동작시키기 위해서는 충분한 대기 전원을 필요로 한다.
설계 및 효율성의 관점에서 예컨대, 5 watts 이하로 대기 전원 레벨을 감소시키는 것이 바람직하다. 하지만, 최근에는 0.1 watts 이하의 대기 전원 레벨 범위에 대해 고려하고 있으며, 이에 따라 보다 효율적인 대기 전원 공급 방법에 요구된다.
본 발명에 따른 실시 예에서는 하나의 제어부를 이용하여 멀티 전원 출력용 트랜스포머와, 대기 전원 출력용 포토커플러를 제어할 수 있도록 하여 대기 모드시 소비전력을 최소화할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에서는 대기 모드시 트랜스포머가 아닌 포토커플러를 이용하여 절연 및 에너지 전달 기능을 수행하도록 하여 대기 모드시 소비전력을 최소화할 수 있도록 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이장치는 제 1 동작 조건에 대응되는 제 1 제어신호 및 제 2 동작 조건에 대응되는 제 2 전원 제어 신호를 출력하는 전원 제어부; 및, 상기 전원 제어부의 제 2 전원 제어 신호에 의거하여, 상기 제 2 동작 조건에 대응되는 구동 전원을 공급하는 포토커플러를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 제 1 동작 조건은 정상 모드이며, 상기 제 2 동작 조건은 대기 모드인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 전원 제어 신호에 의거하여, 상기 제 1 동작 조건에 대응되 는 구동 전원을 공급하는 트랜스포머를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전원 제어부는 상기 제 2 동작 조건 시 상기 트랜스포머의 스위칭 동작을 정지시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 포토커플러는 1차 측에 위치하며, 상기 전원 제어부의 제 2 전원 제어신호를 2차 측에 전달하는 제 1 포토커플러와, 상기 제 1 포토커플러와 절연되어 상기 제 1 포토커플러를 통해 전달되는 제 2 전원 제어신호에 따라 상기 제 2 동작 조건에 대응되는 구동 전원을 공급하는 제 2 포토커플러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 동작 조건 시 상기 제 2 포토커플러에 전원을 공급하는 보조 전원부가 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보조 전원부는 상기 1 동작 조건 시 공급되는 구동 전원에 의해 충전되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 포토커플러 및 보조 전지를 이용하여 대기 모드를 구현함으로써, 1차측 스위칭 동작에 따른 소비전력이 발생하지 않음으로써, 영구적으로 소비전력을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
제안되는 실시 예에 대해서 기술하여 본다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시 예에 제한된다고 할 수 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서 퇴보 적인 다른 발명이나, 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀 두고자 한다.
즉, 이하의 설명에 있어서, 단어 '포함하는'은 열거된 것과 다른 구성요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이장치의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 외부로부터 입력되는 교류 전원을 직류로 변환하는 제 1 정류부(110)와, 정류된 직류 전원을 변압하여 출력하는 트랜스포머(120)와, 상기 트랜스포머(120)의 출력 전압을 정류하는 제 2 정류부(130)와, 상기 트랜스포머(120)의 1차 측 권선에 연결되어 스위칭 동작을 수행하는 스위칭 소자(140)와, 상기 트랜스포머(120)의 1차 측 권선에 연결된 스위칭 소자(140)에 펄스 신호를 인가하여 상기 트랜스포머(120)의 출력 전압을 조절하고, 동작 조건에 따라 상기 트랜스포머(120)의 동작을 정지시키는 전원 제어부(150)와, 상기 전원 제어부(150) 및 트랜스포머(120)의 출력 전압을 감지하여 전원 제어부(150)의 출력 신호를 제어하는 피드백 제어부(160)와, 상기 디스플레이장치의 전반적인 동작을 제어하는 메인 제어부(170)와, 상기 메인 제어 부(170)로부터 입력되는 제어신호를 상기 전원 제어부(150)에 전달하는 신호 전달부(180)와, 상기 전원 제어부(150)로부터 입력되는 제어신호에 따라 상기 메인 제어부(170)에 구동 전원을 공급하는 포토커플러(190)와, 상기 포토커플러(190)에 구동전원을 공급하는 보조 전원부(200)를 포함하여 구성된다.
제 1 정류부(110)는 외부로부터 입력되는 AC 교류 전원을 제공받아 직류 전원으로 변환하여 출력된다. 즉, 상기 제 1 정류부(110)는 브리지 다이오드(BD) 및 평할 커패시터(C1)로 구성된다.
상기 브리지 다이오드(BD)는 입력되는 교류 전원(Vin)을 정류하는 역할을 하며, 평활 커패시터(C1)는 상기 정류된 교류 전원을 도 2에 도시된 바와 같이 직류 전원으로 변환하여 트랜스포머(120)의 1차 측 권선에 인가되도록 하는 역할을 한다.
트랜스포머(120)는 상기 제 1 정류부(110)로부터 변환된 직류 전원을 공급받고, 후술할 전원 제어부(150)의 제어에 따라 1차 측에 공급된 전원을 2차 측으로 유기시킨다. 즉, 상기 트랜스포머(120)는 권선비에 따라 1차 권선으로 입력되는 전원을 강압하여 2차 측으로 출력한다.
이때, 상기 트랜스포머(120)의 주된 역할은 전원의 1차 측 및 2차 측 절연과 에너지 전달에 있으며, 이는 상기 전원 제어부(150)의 제어에 따른 스위칭 동작에 의해 수행된다.
제 2 정류부(130)는 상기 트랜스포머(120)의 출력 전원을 정류하여 각 IC에 해당 구동 전원을 출력한다. 즉, 상기 제 2 정류부(130)는 상기 트랜스포머(120)의 출력 전원을 정류하여, 각각의 부하회로를 구동시키기 위한 멀티전원(24V, 12V, 3.3V 등)을 출력한다.
또한, 상기 제 1 정류부(110)에 의해 정류된 직류 전원은 기동 저항(Rs)을 거쳐 펄스 폭 변조(PWM : Pulse Width Modulation)를 수행하는 전원 제어부(150)에 인가된다.
상기 전원 제어부(150)는 상기 제 1 정류부(110)로부터 기동 전류를 인가받아 소정의 주파수 및 듀티를 갖는 펄스 폭 변조 파형을 생성하여 상기 트랜스포머(120)의 1차 측 권선에 연결되어 있는 스위칭 소자(FET)(140)의 게이트 단자에 인가한다.
그에 따라, 상기 스위칭 소자(140)는 상기 전원 제어부(150)를 통해 인가되는 펄스 폭 변조 파형에 따른 펄스 신호에 의거하여, 상기 트랜스포머(120)의 1차 측 권선으로부터 2차 측 권선으로 에너지가 전달되도록 하며, 상기 트랜스포머(120)의 2차 측 권선으로 공급된 에너지는 다이오드(D) 및 출력 커패시터(C2)로 구성된 제 2 정류부(130)를 거쳐 트랜스포머(120)의 1차 측 및 2차 측의 권선비에 따른 직류전원으로 변환되어 직류 전압(Vout/멀티 전압)으로 출력된다.
피드백 제어부(160)는 상기 출력 커패시터로부터 출력되는 출력 전압(Vout)을 감지하여 출력 전압의 크기에 따라 상기 전원 제어부(150)에 의해 생성되는 파형의 듀티를 조절하여 출력 전압(Vout)이 항상 일정하게 유지되도록 하는 역할을 한다.
이때, 상기 피드백 제어부(160)는 포토커플러(미도시)로 구성된다. 즉, 상기 출력 전압을 감지하기 위해서는 해당 감지장치가 2차 측에 위치하여야 하며, 상기 감지장치에 의해 감지된 신호를 상기 전원 제어부(150)에 전달하기 위해서는 1차 측에 위치하여야 한다.
따라서, 상기 피드백 제어부(160)는 2차 측에 위치하여 상기 출력 전압을 감지하여 출력하는 발광부와, 1차 측에 위치하여 상기 발광부를 통해 전달되는 감지 신호를 수신하여 상기 전원 제어부(150)에 전달하는 수광부를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 전원 제어부(150)는 제 1 동작 조건 및 제 2 동작 조건에 따라 상기 멀티 전압의 출력을 제어한다. 여기에서, 상기 제 1 동작 조건은 정상 모드이며, 제 2 동작 조건은 대기 모드이다.
종래에는 상기 트랜스포머(120)를 이용하여 멀티 전압 및 대기 전압을 모두 제공하였다. 그러나, 상기 트랜스포머(120)를 이용하여 대기 전압을 제공하게 되면, 대기 모드시 소비 전력을 최소화하는데에 제약이 따르게 된다. 여기에서 상기 제약이라 함은 대기 모드시 2차 측 부하회로의 최소한 회로 구동에 필요한 전압을 공급해야는데, 이때 상기 트랜스포머(120)를 이용하여 대기전압을 공급하게 되면, 상기 트랜스포머(120)의 스위칭 동작에 의한 손실, 2차 측 출력에 따른 손실 및 비정상동작시 보호회로 구동에 따른 손실 등이 발생하게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 실시 예에서는 제 2 동작 조건(대기 모드)시 상기 트랜스포머(120) 대신 포토커플러(190)를 이용하여 상기 제 2 동작 조건에 대응되는 구동 전원(대기 전원)을 공급한다.
이하, 상기 제 2 동작 조건에 따른 구동 동작에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 상기 제 1 동작 조건에 따른 구동 동작은 상기 기재된 바와 같다.
즉, 메인 제어부(170)는 상기 디스플레이장치의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 상기 메인 제어부(170)는 적외선 원격 제어 장치 및 전면 패널의 전원 스위치와 같은 사용자 입력 장치에 응답하여, 그에 대응되는 전원 제어 신호를 상기 전원 제어부(150)에 전달한다.
상기 메인 제어부(150)는 사용자 입력 장치로부터 파워 온 명령이 입력되면, 상기 전원 제어부(150)는 상기 파워 온 명령에 대응되는 전원 제어신호를 전달한다. 상기 전원 제어 신호의 전달은 신호 전달부(180)에 의해 수행된다. 여기에서, 상기 신호 전달부(180)도 상기 설명한 피드백 제어부(160)와 마찬가지로 2차측에 위치한 발광부 및 1차 측에 위치한 수광부가 포함된다.
전원 제어부(150)는 상기 신호 전달부(180)로부터 파워 온 명령에 대응되는 전원 제어 신호가 전달되면, 제 1 전원 제어신호를 출력하여, 상기 외부로부터 입력되는 교류 전원이 상기 제 2 정류부(130)를 통해 멀티 전원으로 출력되도록 한다.
또한, 상기 전원 제어부(150)는 상기 신호 전달부(180)로부터 파워 오프 명령에 대응되는 전원 제어 신호가 전달되면, 제 2 전원 제어신호를 출력하여 상기 트랜스포머(120)의 스위칭 동작이 정지되도록 한다.
그리고, 상기 전원 제어부(150)는 포토커플러(190)를 통해 대기 모드 진입을 위한 대기 전원이 공급되도록 한다.
상기 포토커플러(190)는 상기 전원 제어부(150)의 제어신호에 따라 상기 대 기 모드시 필요한 대기전원을 해당 부하회로에 공급한다.
도 3은 상기 포토 커플러(190)의 상세 구성을 나타낸 도면이다.
상기 포토 커플러(190)는 도 3에 도시된 바와 같이 1차 측에 위치하여 상기 전원 제어부(150)의 제 2 전원 제어 신호에 반응하여 해당 제어신호를 2차 측에 전달하는 제 1 포토커플러(192)와, 2차 측에 위치하여 상기 제 1 포토커플러(192)를 통해 전달되는 제어신호에 반응하여 대기 전원을 공급하는 제 2 포토커플러(192)를 포함하여 구성된다.
상기 제 1 포토커플러(192)는 저항(R1) 및 다이오드(D1)로 구성되며, 상기 제 2 포토커플러(194)는 저항(R2) 및 트랜지스터(TR1)로 구성된다.
상기 전원 제어부(150)는 상기 신호 전달부(180)로부터 제 2 동작 조건에 대응되는 제어 신호가 전달되면, 특정 핀(ST_BY_ON)을 통해 제 2 제어 신호를 출력한다. 여기에서 상기 제 2 제어 신호는 상기 제 1 포토커플러(192)를 동작시키기 위한 하이(High) 신호임이 바람직하다.
그러면, 상기 전원 제어부(150)를 통해 출력되는 하이신호는 제 1 포토커플러(192)에 구비된 다이오드(D1)의 애노드단에 전달된다. 상기 다이오드(D1)는 특성상 상기 전달되는 하이 신호에 의해 도통되어 발광함으로써, 상기 전원 제어부(150)를 통해 출력된 신호를 2차 측에 위치한 제 2 포토커플러(194)에 전달한다.
상기 제 2 포토커플러(194)에 위치한 트랜지스터는 상기 제 1 포토커플러(192)를 통해 출력되는 신호에 턴-온되어 그에 따라 셀렉터단에는 상기 제 2 동작 조건시 사용될 전원이 공급되게 된다. 이때, 상기 셀렉터단에 흐르는 별도의 보 조전원부(200)를 통해 공급되며, 상기 보조 전원부(200)는 충전 가능한 배터리임이 바람직하다.
즉, 상기 전원 제어부(150)는 제 1 동작 조건시에는 상기 제 2 정류부(130)를 통해 출력되는 멀티 전압을 토대로 상기 보조 전원부(200)의 충전 동작이 이루어지도록 하며, 제 2 동작 조건 시에는 상기 보조 전원부(200)를 통해 상기 충전된 전원이 상기 제 2 포토커플러로 공급되도록 한다.
상기와 같이 포토커플러(200)를 통해 상기 대기 전원의 공급이 가능한 이유는 제 2 동작 조건에서는 상기 포토커플러(190)가 상기 트랜스포머(120)의 역할을 대신 수행하기 때문이다.
즉, 상기 트랜스포머(120)의 역할은 1차 측 및 2차 측 절연과 에너지 전달이며, 상기 포토커플러(200)의 역할은 신호 전달과 1차 측 및 2차 측의 절연이다. 여기에서, 상기 포토커플러(190)의 역할 중에는 상기 트랜스포머(120)의 에너지 전달 기능이 없기 때문에 상기 보조 전원부(200)를 통해 상기 포토커플러(190)에 에너지가 전달되도록 한다.
또한, 상기 포토커플러(190)의 콜렉터 전류는 50mA까지 커버가 가능하다. 그러나, 기존에는 대기 모드시 공급되는 전류가 60mA였기 때문에 상기 포토커플러(190)를 이용하여 트랜스포머의 역할을 대행하지 못했다.
그러나, 최근에는 대기 모드시 공급되는 전류가 6mA까지 낮춰졌으며, 이에 따라 대기 모드시 상기 포토커플러(190)를 이용하여 트랜스포머의 동작을 구현하기 때문에 대기 전원이 공급이 가능해졌다.
상기와 같이 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 포토커플러 및 보조 전지를 이용하여 대기 모드를 구현함으로써, 1차 측 스위칭 동작에 따른 소비전력이 발생하지 않음으로써, 영구적으로 소비전력을 최소화할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이장치의 동작 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이장치의 동작 방법은 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 AC 교류 전원이 인가되면 메인 제어부(170) 및 전원 제어부(150)가 동작하게 된다(100단계,110단계).
그에 따라, 상기 전원 제어부(150)는 상기 메인 제어부(170)로부터 멀티 전압 온 신호가 입력되었는지 판단한다(120단계). 즉, 상기 전원 제어부(150)는 상기 메인 제어부(170)로부터 파워 온 명령에 대응되는 제어신호가 입력되었는지, 아니면 파워 오프 명령에 대응되는 제어신호가 입력되었는지 판단한다.
상기 전원 제어부(150)는 상기 메인 제어부(170)로부터 멀티 전압 온 신호가 입력되면, 상기 교류 전원을 토대로 멀티 전원이 출력되도록 하며(130단계), 상기 출력되는 멀티 전원을 토대로 보조 전원부(200)의 충전 동작이 이루어지도록 한다.
또한, 상기 전원 제어부(150)는 상기 메인 제어부(170)로부터 멀티 전압 오프 신호가 입력되면, 트랜스포머(120)의 스위칭동작을 정지시켜 멀티 전원의 출력이 차단되도록 한다(150단계).
그리고 상기 전원 제어부(150)는 특정 핀을 통해 대기 전원 온 신호를 출력하며(160단계), 포토커플러(190)는 상기 대기 전원 온 신호에 반응하여 보조 전원 부(200)를 통해 공급되는 전원을 이용하여 대기 전원을 출력한다(170단계).
또한, 상기 포토커플러(190)를 통해 출력되는 대기 전원을 이용하여, 대기 모드에서 동작하는 부하회로가 구동된다(180단계).
상기와 같이 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 포토커플러 및 보조 전지를 이용하여 대기 모드를 구현함으로써, 1차측 스위칭 동작에 따른 소비전력이 발생하지 않음으로써, 영구적으로 소비전력을 최소화할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이장치의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전원 파형을 나타낸 도면.
도 3은 도 1에 도시된 포토 커플러(190)의 상세 구성을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이장치의 동작 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도.

Claims (7)

  1. 제 1 동작 조건에 대응되는 제 1 제어신호 및 제 2 동작 조건에 대응되는 제 2 전원 제어 신호를 출력하는 전원 제어부; 및,
    상기 전원 제어부의 제 2 전원 제어 신호에 의거하여, 상기 제 2 동작 조건에 대응되는 구동 전원을 공급하는 포토커플러를 포함하여 구성되는 디스플레이장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 동작 조건은 정상 동작 모드이며,
    상기 제 2 동작 조건은 대기 모드인 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 전원 제어 신호에 의거하여, 상기 제 1 동작 조건에 대응되는 구동 전원을 공급하는 트랜스포머를 더 포함하는 디스플레이장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 전원 제어부는 상기 제 2 동작 조건 시 상기 트랜스포머의 스위칭 동작을 정지시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 포토커플러는
    1차 측에 위치하며, 상기 전원 제어부의 제 2 전원 제어신호를 2차 측에 전달하는 제 1 포토커플러와,
    상기 제 1 포토커플러와 절연되어 상기 제 1 포토커플러를 통해 전달되는 제 2 전원 제어신호에 따라 상기 제 2 동작 조건에 대응되는 구동 전원을 공급하는 제 2 포토커플러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 2 동작 조건 시 상기 제 2 포토커플러에 전원을 공급하는 보조 전원부가 더 포함하는 디스플레이장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 보조 전원부는 상기 1 동작 조건 시 공급되는 구동 전원에 의해 충전되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
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